(57)【要約】【課題】ブラシレス直流モータにおけるロータのロータの回転数を精密制御することができるモータ制御装置を提供する。【解決手段】プロセッサが、前記検出端子により前記接続点における電圧差を検出すると、第１のパルス幅変調信号を生成し、第１の出力端子を介して第１のトランジスタ部に出力し、かつ、そのレベル状態が前記第１のパルス幅変調信号と反対である第２のパルス幅変調信号を生成し、第２の出力端子を介して第２のトランジスタ部に出力し、前記第１及び第２のトランジスタ部の通電状態／断電状態を交替的に制御する。【選択図】図１
0003124473.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
直流電流を供給する電源部（Ｖｃｃ）と、
前記電源部と電気的に接続されている駆動コイル（２２１）を有する駆動部（２２）と、
それぞれが前記電源部（Ｖｃｃ）及び前記駆動部（２２）に電気的に接続されているうえ、その中の前者（２３）が通電状態、後者が断電状態にされるとき、電流が第１の方向にて前記駆動コイル（２２１）に流れ、また、前記前者（２３）が断電状態、前記他者が通電状態にされるとき、電流が前記第１の方向と逆の第２の方向にて前記駆動コイル（２２１）に流れるように配置構成されている第１のトランジスタ部（２３）及び第２のトランジスタ部（２４）と、
その一端が前記駆動部（２２）に電気的に接続され、他端がアース側に接続されている電圧差生成部（２５）と、
検出端子（２６１）、第１の出力端子（２６２）及び第２の出力端子（２６３）を備えており、かつ、前記検出端子（２６１）が前記駆動部（２２）と前記電圧差生成部との接続点に電気的に接続され、第１の出力端子（２６２）が前記第１のトランジスタ部（２３）に電気的に接続され、前記第２の出力端子（２６３）が前記第２のトランジスタ部（２４）に電気的に接続されているプロセッサ（２６）とから構成されており、
かつ、前記プロセッサ（２６）が、前記検出端子（２６１）により前記接続点における電圧差を検出すると、第１のパルス幅変調信号を生成し、前記第１の出力端子（２６２）を介して前記第１のトランジスタ部（２３）に出力し、かつ、そのレベル状態が前記第１のパルス幅変調信号と反対である第２のパルス幅変調信号を生成し、前記第２の出力端子（２６３）を介して前記第２のトランジスタ部に出力し、前記第１及び第２のトランジスタ部の通電状態／断電状態を交替的に制御するように構成されていることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記電圧差生成部（２５）としては、抵抗器が用いられていることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記駆動コイル（２２１）は入出力の二端（２２１１、２２１２）あり、
前記駆動部（２２）はさらに、その少なくとも一つが前記駆動コイル（２２１）の二端中の一端（２２１１）と前記電源部との間に、他の残っているのが前記駆動コイル（２２１）の二端中の他端（２２１２）と前記電源部との間に電気的に接続されている複数の第１のダイオード（２２２Ａ）、及び、
その少なくとも一つが前記駆動コイル（２２１）の二端中の一端（２２１１）と前記電圧差生成部（２５）との間に、他の残っているのが前記駆動コイル（２２１）の二端中の他端（２２１２）と前記電圧差生成部（２５）との間に電気的に接続されている複数の第２のダイオード（２２２Ｂ）を有することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記第１のトランジスタ部（２３）は、
前記電源部（Ｖｃｃ）と前記駆動コイル（２２１）の一端（２２１１）との間に電気的に接続されている第１のトランジスタ（２３１）と、
前記電圧差生成部（２５）と前記駆動コイルの他端（２２１２）の間に電気的に接続されている第２のトランジスタ（２３２）と、
前記第１のトランジスタ（２３１）と第２のトランジスタ（２３２）との間に電気的に接続されていると共に、前記プロセッサ（２６）の第１の出力端子（２６２）に電気的に接続されている第３のトランジスタ（２３３）とからなっており、
また、前記第２のトランジスタ部（２４）は、
前記電源部（Ｖｃｃ）と前記駆動コイル（２２１）の前記他端（２２１２）との間に電気的に接続されている第４のトランジスタ（２４１）と、
前記電圧差生成部と前記駆動コイル（２２１）の前記一端（２２１１）との間に電気的に接続されている第５のトランジスタ（２４２）と、
前記第４のトランジスタ（２４１）と前記第５のトランジスタ（２４２）との間に電気的に接続されていると共に、前記プロセッサ（２６）の第２の出力端子（２６３）に電気的に接続されている第６のトランジスタ（２４３）とからなっていることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記第１のトランジスタ（２３１）及び第４のトランジスタ（２４１）としてはＰＮＰトランジスタが用いられ、前記第２のトランジスタ（２３２）、第３のトランジスタ（２３３）、第５のトランジスタ（２４２）及び第６のトランジスタ（２４３）としてはＮＰＮトランジスタが用いられていることを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ブラシレス直流モータに用いられるモータ制御装置に関し、特にパルス幅変調（ＰＷＭ）技術が用いられることによりロータの回転速度を精密制御することができるブラシレス直流モータのモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のブラシレス直流モータは、コイルをステータに設け、ロータとしてＮ極及びＳ極を有する永久磁石を使う構成をし、コイル上の電流の方向を変え、電流の向きによる磁場にロータが反発・吸引され正・逆回転に駆動される。また、モータの駆動部においては、例えばホールＩＣなどの位置検出素子を用いてロータの磁極位置を検出し、ステータを流す電流の向きを変えて、ロータを回転しつづけることができる。また、例えばファン用のモータの駆動回転には、パルス幅変調（ＰＷＭ）技術が用いられたことが知られている。
【０００３】
図２は、従来のモータ制御装置１の概略回路図である。
【０００４】
図２に示すように、このモータ制御装置１は二のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号Ａ、Ｂによりトランジスタスイッチ１１〜１４のそれぞれの通電状態あるいは断電状態に切換える制御を行うものである。例えば、ＰＷＭ信号Ａがハイレベル、ＰＷＭ信号Ｂがローレベルのとき、トランジスタスイッチ１１、１２が通電状態に切換えられると共に、トランジスタスイッチ１３、１４が断電状態に切換えられる。この場合、電流が図１における実線矢印で示す方向でコイル１５に流れる。一方、ＰＷＭ信号ＢがハイレベルでＰＷＭ信号Ａがローレベルのとき、トランジスタスイッチ１３、１４が通電状態に切替えられると共に、トランジスタスイッチ１１、１２が断電状態に切替えられる。このとき、電流が図１における破線矢印で示す方向でコイル１５に流れる。なお、モータ回転速度は、コイル１５に流れる直流電流の流動方向を変える回数を制御することにより調整されることができる。
【０００５】
しかしながら、コイル１５における電流方向の方向が切替えられるとき、逆起電力の生成をきたすので、トランジスタスイッチ１１〜１４が誤って作動される上、トランジスタスイッチ１１〜１４やモータそのものが故障になることもある。
【０００６】
図３は、他の従来のモータ制御装置３の概略回路図である。
【０００７】
図３に示すモータ制御装置３は、一対の第１のトランジスタスイッチ３１と、一対の第２のトランジスタスイッチ３３と、第１及び第２の制御回路３２、３４とから構成されている。図３のように、第１のＰＷＭ信号Ｃがローレベル、第１のトランジスタスイッチ３１が断電状態に切換えられるとき、第２のＰＷＭ信号Ｄにより第１の制御回路３２におけるトランジスタ３２１を制御して第１のトランジスタスイッチ３１が断電状態にロックされる。また、第３のＰＷＭ信号Ｅがローレベル、第２のトランジスタスイッチ３３が断電状態に切換えられるとき、第４のＰＷＭ信号Ｆにより第２の制御回路３４におけるトランジスタ３４１を制御して第２のトランジスタスイッチ３３が断電状態にロックされる。このように、コイル３７に流れる直流電流の流動方向を切換える瞬間に生成する逆起電力の影響によりきたすトランジスタスイッチ３１、３３が誤って作動されることを最小限に低減させることが可能である。
【０００８】
しかし、逆起電力による第１及び第２の制御回路のトランジスタ３２１、３４１への影響により、やはりトランジスタスイッチ３１、３３が誤って作動されることはやはり避けられない。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本考案は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、プロセッサにより駆動コイルに流れる電流の方向を切換える時に発生する電圧の変化を検出するように構成されると共に、パルス幅変調技術を用いて各トランジスタの通電／断電を正確に制御することによって、ロータの回転速度を精密制御することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本考案は直流電流を供給する電源部と、前記電源部と電気的に接続されている駆動コイルを有する駆動部と、それぞれが前記電源部及び前記駆動部に電気的に接続されているうえ、その中の前者が通電状態、後者が断電状態にされるとき、電流が第１の方向にて前記駆動コイルに流れ、また、前記前者が断電状態、前記他者が通電状態にされるとき、電流が前記第１の方向と逆の第２の方向にて前記駆動コイルに流れるように配置構成されている第１のトランジスタ部及び第２のトランジスタ部と、その一端が前記駆動部に電気的に接続され、他端がアース側にされ接続されている電圧差生成部と、検出端子、第１の出力端子及び第２の出力端子を備えており、かつ、前記検出端子が前記駆動部と前記電圧差生成部との接続点に電気的に接続され、第１の出力端子が前記第１のトランジスタ部に電気的に接続され、前記第２の出力端子が前記第２のトランジスタ部に電気的に接続されているプロセッサとから構成されており、かつ、前記プロセッサが、前記検出端子により前記接続点における電圧差を検出すると、第１のパルス幅変調信号を生成し、前記第１の出力端子を介して前記第１のトランジスタ部に出力し、かつ、そのレベル状態が前記第１のパルス幅変調信号と反対である第２のパルス幅変調信号を生成し、前記第２の出力端子を介して前記第２のトランジスタ部に出力し、前記第１及び第２のトランジスタ部の通電状態／断電状態を交替的に制御するように構成されているモータ制御装置を提供する。
【考案の効果】
【００１１】
上記構成のモータ制御装置は、プロセッサにより駆動コイルに流れる電流の方向を切換える時に発生する電圧の変化を検出するように構成されると共に、パルス幅変調技術を用いて各トランジスタの通電／断電を正確に制御することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に示すように、本考案を実施するための最良の形態としてのブラシレス直流モータのロータ（図示せず）を回転駆動させるモータ制御装置２は、スムーズ且つ安定な直流電流を供給する電源部Ｖｃｃと、駆動部２２と、第１のトランジスタ部２３及び第２のトランジスタ部２４と、電圧差生成部２５と、プロセッサ２６とから構成されたものである。
【００１３】
駆動部２２は、電源部Ｖｃｃと電気的に接続されている入出力の二端２２１１、２２１２を有しており、且つロータのステータ（図にせず）に巻き付けられている駆動コイル２２１と、その少なくとも一つが前記駆動コイル２２１の二端中の一端２２１１と前記電源部Ｖｃｃとの間に、他の残っているのが前記駆動コイル２２１の二端中の他端２２１２と前記電源部Ｖｃｃとの間に電気的に接続されている複数の第１のダイオード２２２Ａ、及び、その少なくとも一つが前記駆動コイル２２１の二端中の一端２２１１と前記電圧差生成部２５との間に、他の残っているのが前記駆動コイル２２１の二端中の他端２２１２と前記電圧差生成部２５との間に電気的に接続されている複数の第２のダイオード２２２Ｂを有している。この例においては、駆動コイル２２１は、ダイオード２２２Ａ、２２２Ｂと共に、Ｈブリッジ構成になり、逆向きの電流による駆動コイル２２１の断線から避ける働きをする。なお、この例においては、第１のダイオード２２２Ａ及び第２のダイオード２２２Ｂとしては、説明の簡潔のためにそれぞれ２個だけを示している。
【００１４】
第１のトランジスタ部２３及び第２のトランジスタ部２４はそれぞれ電源部Ｖｃｃ及び駆動部２２に電気的に接続されているうえ、第１のトランジスタ部２３が通電状態、第２のトランジスタ部２４が断電状態にされるとき、電流が図中の実線矢印で示す第１の方向にて駆動コイル２２１に流れ、また、第１のトランジスタ部２３が断電状態、第２のトランジスタ部２４が通電状態にされるとき、電流が図中の破線矢印で示す第２の方向にて駆動コイル２２１に流れるように配置構成されている。
【００１５】
電圧差生成部２５はその一端が前記駆動部２２に電気的に接続され、他端がアース側にされ接続されている。この例においては、電圧差生成部２５としては抵抗器が用いられている。
【００１６】
プロセッサ２６は、駆動部２２と電圧差生成部２５との接続点に電気的に接続されている検出端子２６１と、第１のトランジスタ部２３に電気的に接続されている第１の出力端子２６２と、第２のトランジスタ部２４に電気的に接続されている第２の出力端子２６３を有している。
【００１７】
第１のトランジスタ部２３はまた、電源部Ｖｃｃと駆動コイル２２１の第１の端２２１１との間に電気的に接続されている第１のトランジスタ２３１と、電圧差生成部２５と駆動コイル２２１の第２の端２２１２の間に電気的に接続されている第２のトランジスタ２３２と、第１のトランジスタ２３１と第２のトランジスタ２３２との間に電気的に接続されていると共に、プロセッサ２６の第１の出力端子２６２に電気的に接続されている第３のトランジスタ２３３とからなっている。
【００１８】
また、第２のトランジスタ部２４は、電源部Ｖｃｃと駆動コイル２２１の第２の端２２１２との間に電気的に接続されている第４のトランジスタ２４１と、電圧差生成部２５と駆動コイル２２１の第１の端２２１１との間に電気的に接続されている第５のトランジスタ２４２と、第４のトランジスタ２４１と第５のトランジスタ２４２との間に電気的に接続されていると共に、プロセッサ２６の第２の出力端子２６３に電気的に接続されている第６のトランジスタ２６３とからなっている。
【００１９】
なお、第１のトランジスタ２３１及び第４のトランジスタ２４１としてはそれぞれＰＮＰトランジスタが用いられ、第２のトランジスタ２３２、第３のトランジスタ２３３、第５のトランジスタ２４２及び第６のトランジスタ２４３としてはそれぞれＮＰＮトランジスタが用いられている。
【００２０】
次に、前記構成のモータ制御装置２による動作を説明する。
【００２１】
プロセッサ２６は、検出端子２６１により駆動部２２と電圧差生成部２５との接続点における電圧差を検出すると、第１のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号Ｇを生成し、第１の出力端子２６２を介して第１のトランジスタ部２３の第３のトランジスタ２３３に出力し、同時にそのレベル状態が第１のＰＷＭ信号Ｇと反対である第２のＰＷＭ信号Ｈを生成し、第２の出力端子２６３を介して第２のトランジスタ部２４の第６のトランジスタ２４３に出力する。このようにして、モータ制御装置２は、プロセッサ２６によって駆動部２２と電圧差生成部２５の接続点に検出される電圧変化により生成される第１と第２のＰＷＭ信号Ｇ、Ｈを用いて第１及び第２のトランジスタ部２３、２４の通電状態／断電状態を交替的に変換させるように制御するので、駆動コイル２２１に流れる電流の方向が切換えられた時に発生する逆起電力により第１と第２のトランジスタ部２３、２４が誤って動作することを避けることができる。
【００２２】
より詳しく説明すると、プロセッサ２６の第１の出力端子２６２から出力する第１のＰＷＭ信号Ｇがハイロジックレベルであるとき、第１のトランジスタ部２３を通電状態にし、且つ第２の出力端子２６３から出力する第２のＰＷＭ信号Ｈがローロジックレベルであるとき、第２のトランジスタ部２４を断電状態にすると、図３中の実線矢印で示す方向で駆動コイル２２１に電流が流れ、電圧差生成部２５を通りそこで電圧差を生成する。プロセッサ２６は検出端子２６１により駆動部２２と電圧差生成部２５との接続点における電圧差を検出すると、第１の出力端子２６２にて第１のＰＷＭ信号Ｇをローロジックレベルに反転させて、第１のトランジスタ部２３を断電状態に変換させ、また、第２の出力端子２６３にて第２のＰＷＭ信号Ｈをハイロジックレベルに反転させて、第２のトランジスタ部２４を通電状態に変換させる。したがって、図３中の破線矢印で示す方向で駆動コイル２２１に電流が流れ、電圧差生成部２５を通りそこで電圧差を生成する。そして、プロセッサ２６において検出端子２６１により駆動部２２と電圧差生成部２５との接続点における電圧差を検出すると、第１の出力端子２６２にて第１のＰＷＭ信号Ｇを再びハイロジックレベルに切替えさせて、第１のトランジスタ部２３を通電状態にすると共に、第２の出力端子２６３にて第２のＰＷＭ信号Ｈを再びローロジックレベルに切替させて、第２のトランジスタ部２４を断電状態にさせる。
【００２３】
したがって、プロセッサ２６は駆動部２２と電圧差生成部２５の接続点における電圧の変化により第１と第２のＰＷＭ信号Ｇ、Ｈを生成して、第１と第２のトランジスタ部２３、２４を通電状態・断電状態に交互に切替えさせることができる。
【００２４】
以上のように、ブラシレス直流モータにおけるロータの回転速度を調整するために本考案のモータ制御装置２を用いると、電圧差生成部２５に電流が流れてもプロセッサ２６の検出端子２６１により常時監視することができる。つまり、電圧差生成部２５には電流が流れるとき、プロセッサ２６は、第１と第２のＰＷＭ信号のロジックレベルを反転させることにより、検出される電圧差に応答することができる。これによって、第１と第２のトランジスタ部２３、２４は駆動コイル２２１を流す電流の方向がかわるときに生じた逆起電力の影響を受けずに、所定回数にて正確且つスムーズ的に通電／断電状態に互いに切替えられ、駆動コイル２２１にての電流方向を正確に切替えらせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本考案のモータ制御装置によれば、ロータ回転の安定性を向上すると同時に、精度よく速度制御をすることができるモータ制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本考案のモータ制御装置を示す回路説明図である。
【図２】従来のモータ制御装置を示す回路説明図である。
【図３】もう一つ従来のモータ制御装置を示す回路説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
２２        駆動部
２２１      駆動コイル
２２１１    第１の端
２２１２    第２の端
２２２Ａ、２２２Ｂ  ダイオード
２３        第１のトランジスタ部
２３１      第１のトランジスタ
２３２      第２のトランジスタ
２３３      第３のトランジスタ
２４        第２のトランジスタ部
２４１      第４のトランジスタ
２４２      第５のトランジスタ
２４３      第６のトランジスタ
２５        電圧差生成部
２６        プロセッサ
２６１      検出端子
２６２      第１の出力端子
２６３      第２の出力端子
Ｖｃｃ      電源部
【図１】
0003124473.tif 000003
【図２】
0003124473.tif 000004
【図３】
0003124473.tif 000005